摘要：分壓器是一種基本的電路模型，廣泛應用于電子電路中。為了簡化模擬電路的分析與計算，將分壓器模型應用其中。采用理論分析與仿真實驗相結合的方法，對三個典型模擬電路進行理論計算，并在同樣的參數(shù)條件下，用Multisim軟件進行計算機仿真實驗。計算機仿真結果與理論分析結果吻和較好，表明分壓器模型引入到模擬電路的分析中是有效可行的。
關鍵詞：分壓器；模擬電路；應用；仿真

    模擬電路是電類專業(yè)的一門技術基礎課，其中電路的分析與計算是教學的重點和難點。在繁雜多變的電路中，分壓器是一種基本的電路模型，廣泛應用于電子電路中。很多模擬電路的分析與計算的關鍵就在于在一個具體的電路中找到分壓器模型，并將分壓公式應用其中。本文主要介紹了分壓器模型在模擬電路中的三個典型分析與計算，并利用Multisim軟件進行計算機仿真。

1 分壓電路與分壓器模型
    電阻的串聯(lián)連接常用于分壓，如圖1(a)所示為分壓電路的基本形式。

2 分壓器模型應用
    分壓器模型在模擬電路中的應用最典型的是三個例子，一是靜態(tài)工作點(Q點)穩(wěn)定的放大電路工作原理與Q點計算；二是深度負反饋條件下的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)估算；三是源電壓放大倍數(shù)的計算。其中，第一、二兩個電路中較容易直接找到分壓器模型，可稱為分壓器模型的直接應用；第三個電路中無法直接找到分壓器模型，但可通過等效的方法找到，可稱為分壓器模型的間接應用。
2．1 靜態(tài)工作點穩(wěn)定的放大電路
    基本的晶體管共射放大電路簡單實用。但由于三極管是一種對溫度十分敏感的元件，所以當溫度變化時，三極管的Q點隨之變化。這種變化將使得放大電路的動態(tài)范圍減小，嚴重時產(chǎn)生飽和失真或截止失真。調整電路結構可以減小溫度對放大電路Q點的影響，以保持放大電路技術性能的穩(wěn)定?；鶚O分壓式單管共射放大電路就是一種結構比較簡單，并能有效地保持Q點穩(wěn)定的電路，如圖2所示。

2．1．1 工作原理
    三極管T的靜態(tài)基極電位UBQ由Vcc經(jīng)電阻Rb1，Rb2分壓得到，可以認為基本不受溫度變化的影響，比較穩(wěn)定。該電路的Q點穩(wěn)定原理如下：當溫度升高時，集電極電流ICQ增大，發(fā)射極電流IEQ也隨之增大，致使發(fā)射極電位UEQ升高，則三極管發(fā)射結電壓UBEQ=UBQ-UEQ將降低，由三極管的輸入特性，基極電流IBQ減小，于是ICQ也隨之減小，最終使Q點基本保持穩(wěn)定。
    為保證UBQ基本穩(wěn)定，要求流過分壓電阻的電流IRb>>IBQ，通常取IRb=(5～10)IBQ，且使UBQ=(3～5)UBEQ。
2．1．2 靜態(tài)分析計算與計算機仿真
    基極分壓式放大電路的Q點(一般理論計算NPN管的UBEQ=0．7 V)計算通常按以下步驟進行：
   
   
    圖2中取Vcc=12 V，Rb1=8 kΩ，Rb2=2 kΩ，Rc=2 kΩ，Re=800 Ω，RL=3 kΩ，C1=C2=50 μF，Ce=100 μF，三極管T的β=50，rbb'=300 Ω。用上述Q點計算公式(4)～(9)進行理論數(shù)值計算，并在Multisim軟件中搭建仿真電路如圖3所示，其中萬用表XMM1～XMM6分別測量UBQ，UEQ，IEQ，ICQ，IBQ，UCEQ。理論計算與計算機仿真采用相同的參數(shù)，結果如表1所示。

    表1顯示，Q點各參數(shù)的理論計算與計算機仿真值均有較好的一致性。
2．2 深度負反饋條件下的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)估算
    在放大電路中引入負反饋可以改善電路的性能，深度負反饋是指反饋深度|1+AF|>>1的情況。在此條件下，常利用近似相等關系式，即Xi≈Xf估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。
    在晶體管多級負反饋放大電路中，由于器件繁多，電路結構復雜，使得電路分析計算難度加大。圖4所示為晶體管兩級放大電路，反饋類型為電壓串聯(lián)負反饋，該電路閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的求解關鍵有兩點。一是近似相等關系式的確定，二是分壓器模型的應用。

              
    因此，求出Uo與Uf之間的關系就可以得到閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。圖4中一條重要的支路Uo，Rf，Re1正是典型的分壓器模型，所以有：
   
    用式(13)進行理論計算，并在Multisim軟件中搭建仿真電路進行計算機仿真，理論計算與計算機仿真均用圖4中所標注的參數(shù)。得到Auuf理論=21，Auuf仿真=17．5。因此，應用分壓器模型進行近似計算是可行的。
2．3 源電壓放大倍數(shù)的計算
    圖2電路中，若考慮信號源內阻Rs，即輸入端接成圖5(a)所示情況，直接求解源電壓放大倍數(shù)Aus難度較大?？紤]放大電路存在輸入電阻Ri，畫出圖2電路的等效電路如圖5(b)所示。可以發(fā)現(xiàn)輸入信號Ui是由信號源Us經(jīng)電阻Rs，Ri分壓得到。找到了這個分壓器模型，源電壓放大倍數(shù)Aus就迎刃而解了。具體過程如下：
   
   
   

    圖5中取Rs=250 Ω，其他參數(shù)用上節(jié)取值。用式(15)，式(16)，式(18)進行理論數(shù)值計算，并在Multisim軟件中搭建電路進行計算機仿真。理論計算與計算機仿真采用相同的參數(shù)，得到Au理論=62．305，Au仿真=58．003；Ri理論=601 Ω，Ri仿真=629 Ω；Aus理論=44．002，Aus仿真=41. 515。結果表明，放大電路各參數(shù)的理論計算與計算機仿真值均吻和較好，在源電壓放大倍數(shù)的計算中引入分壓器模型是有效可行的。

3 結語
    分壓器是一種基本的電路模型，在模擬電路中應用廣泛。靜態(tài)工作點穩(wěn)定放大電路的工作原理和Q點計算、深度負反饋條件下的閉環(huán)放大倍數(shù)估算屬于分壓器模型的直接應用；源電壓放大倍數(shù)的計算屬于分壓器模型間接應用。本文對這三個典型應用作了分析與計算，并用Multisim軟件進行計算機仿真實驗。實驗結果表明，電路各參數(shù)的理論計算與計算機仿真值均有較好的一致性。